Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Drehmoment eines unbekanntes Getriebes/Motors ermitteln


von Benito P. (benito_juarez)


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Hallo, folgendes Anliegen:

Habe ein unbekanntes Getriebe, wo ich gerne  das Drehmoment in 
Abhängigkeit vom anliegenden Strom bestimmen möchte. Wirkungsgrad des 
Getriebes ist nicht bekannt.´

Meine Idee, um das Drehmoment des MOtors zu bestimmen ist es:
Einen Hebel mit definierter Länge an Getriebe anhängen. Motor anschalten 
und mit einer FEderwaage, die Kraft messen. Anschließend primitiv 
Kraft'mal Hebelweg...

Ist so ein Messaufbau realistisch sinnvoll?
Kann ich das Ergebnis auch verifizieren und den zusammenhang zwischen 
Elektrischer Leistung und mechanischen Drehmoment herstellen?

Danke für eure Tipps.

Gruß

Benito

von Martin S. (sirnails)


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Ja das geht so.

von MaWin (Gast)


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Sergej P. schrieb:
> Einen Hebel mit definierter Länge an Getriebe anhängen. Motor anschalten
> und mit einer FEderwaage, die Kraft messen. Anschließend primitiv
> Kraft'mal Hebelweg...

Im Prinzip ja, allerdings sinkt das Drehmoment bei steigender 
Geschwindigkeit.
Schau dir halt mal die Drehmomentkurve eines Motors an.

von Der Andere (Gast)


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Zwei Dinge solltest du noch bedenken:
1. Man kann Getriebe überlasten. Du weisst nicht ob das Getriebe die 
Kräfte bei Maximalstrom und Blockieren aushält.
2. Der Motor wird bei deinem Messaufbau blockiert. Damit wird nur eine 
der Rotorwicklungen (DC Kommutator Motor vorausgesetzt) be und 
überlastet.
Auch wird der Motor nicht durch des evt. vorhandene Lüfterrad gekühlt.
Also den Versuch nur kurz machen und danach dem Motor Zeit zum Abkühlen 
lassen.

von Falk B. (falk)


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Das Ganze sollte man mit einem strombegrenzten Labornetzteil machen.

von Harald W. (wilhelms)


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Sergej P. schrieb:

> Einen Hebel mit definierter Länge an Getriebe anhängen. Motor anschalten
> und mit einer FEderwaage, die Kraft messen. Anschließend primitiv
> Kraft'mal Hebelweg...

Normalerweise hängt man noch eine einstellbare
Rutschkupplung dazwischen. Dann kann man auch
die von MaWin erwähnte Drehmomentkurve ermitteln.

von H. L. (hans_la)


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such mal nach Pronyscher Zaum
Gruß
Hans

von Edi (Gast)


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Geht nicht auch eine Winde, die eine definierte Masse hebt (Radius bzw. 
Hebel nahezu konstant)?

Also Versuch mit steigender Masse wiederholen und wenn die 
Max-M-Nenndrehzahl nicht mehr erreicht wird, ist das Maximum gerade 
überschritten...

von Oldendorf (Gast)


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Muss das statische oder das dynamische Moment gemessen werden?

von KOhlee (Gast)


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Sergej P. schrieb:
> Habe ein unbekanntes Getriebe, wo ich gerne  das Drehmoment in
> Abhängigkeit vom anliegenden Strom bestimmen möchte. Wirkungsgrad des
> Getriebes ist nicht bekannt.´


Sergej P. schrieb:
> Elektrischer Leistung und mechanischen Drehmoment herstellen

Dein weg wird nicht klappen.

1. Deine Welle dreht sicht nicht. Die aufgenommende Leistung beschreibt 
die nie abgegebene. Falls um die Leistung bei 0 umdrehungen geht klappt 
es natürlich. Kenne deinen Motor nicht ggf. wird er zu heiss und geht 
kaputt. Kommt halt auch aufs MOment an :-)

2. Einige GEtriebe haben einen sehr statk drehzahlabhängigen 
Wirkungsgrad. Also auch da gilt bei 0 Umdrehungen gehts aber von 0 auf 
Drehzahl schliessen geht nicht.

von Hermann (Gast)


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Edi schrieb:
> Geht nicht auch eine Winde, die eine definierte Masse hebt

Ganau das halte ich für den einzig vernünftigen Weg. Ich habe das mal 
mit einem Scheibenwischermoter gemacht. Da ich die Nenndrehzahl nicht 
kannte, habe ich 80% der Leerlaufdrehzahl gewählt. Ich wollte allerdings 
die Abgabeleistung messen. Dazu muss man dann messen in welcher Zeit er 
das Gewicht wie hoch hebt. D.h. potentielle Energie pro Zeit. Die 20 
Watt hatten mich ziemlich enttäuscht.

von Edi (Gast)


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Hermann schrieb:
> Da ich die Nenndrehzahl nicht kannte, habe ich 80% der Leerlaufdrehzahl
> gewählt.
Genau, das muss man sich halt definieren, je nachdem wie schnell es sein 
soll. Hinterher vielleicht noch einen Dauertest machen, um 
sicherzugehen, dass der Motor nicht zu warm wird.

Und da ich gerade am Heimtrainer vorbeigegangen bin: der hat eine 
Wirbelstrombremse (glaub ich). Damit müsste man doch auch ein 
definiertes Bremsmoment einstellen können. Ich weiss aber nicht, wie 
praktikabel das im Selbstaufbau ist.

von Reginald L. (Firma: HEGRO GmbH) (reggie)


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Drehmoment is abhängig von der Drehzahl.

Für deine versuch benötigst du eine regelbare bremse. Im Prinzip einen 
motorenprüfstand.

von Elektrofan (Gast)


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> Drehmoment is abhängig von der Drehzahl.

Bei einer DC-Nebenschlussmaschine bzw. mit Permanenterregung NICHT.
Dann bestimmt der Strom, was Sache ist ...

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Besser als eine Seilwinde, die das Seil aufwickelt und deswegen nur
kurzzeitige Messungen ermöglicht (danach fliegt einem das Gewicht um die
Ohren ;-)), ist folgender Aufbau:

- An der Motor-/Getriebewelle ist eine Rolle mit definiertem Durchmesser
  montiert.

- Auf dieser Rolle sind ein paar (so 5 bis 10) Windungen einer Schnur
  aufgewickelt.

- Am einen Ende der Schnur hängt ein definiertes Gewicht.

Bis hierher sieht das Ganze noch nach einer Seilwinde aus, aber:

- Das andere Ende der Schnur ist nicht an der Rolle befestigt, sondern
  an einem festen Punkt, der nicht mitrotiert (bspw. am Versuchstisch).

Diese Anordnung sorgt für ein dauerhaft gleichbleibendes Drehmoment, das
wie bei der Seilwinde aus

  Gewichtskraft · Rollenradius

berechnet wird. Das Gewicht wird dabei nur unwesentlich angehoben, das
Dehmoment entsteht durch die Reibung zwischen Schnur und Rolle.

Man kann nun für unterschiedliche Gewichte bei jeweils variierender
Versorgungsspannung den Strom und die Drehzahl messen und erhält damit
umfassende Informationen über die Motorcharakteristik.

Da die Motorleistung in Reibungswärme umgewandelt wird, sollte man die
Rolle und die Schnur natürlich entsprechend dimensionieren.

von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


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Yalu X. schrieb:
> Da die Motorleistung in Reibungswärme umgewandelt wird, sollte man die
> Rolle und die Schnur natürlich entsprechend dimensionieren.

Den Satz habe ich gesucht - ich wollte Dich schon fragen, wie dick der 
Bindfaden bei einem 10kW Motörchen sein muss.

Daran sieht man schon wieder, dass uns der TO wenigstens die elektrische 
Anschlussleistung hätte verraten dürfen...

Dito auch beim
https://de.wikipedia.org/wiki/Pronyscher_Zaum
Danke H.L.!

von Elektrofan (Gast)


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> Den Satz habe ich gesucht - ich wollte Dich schon fragen, wie dick der
> Bindfaden bei einem 10kW Motörchen sein muss.

Ich fand es immer interessant, wenn jeder Nachwuchs-Smutje solch ein 
Passagierschiff für 200 Leute

https://i.ytimg.com/vi/bWeojvCr9p8/maxresdefault.jpg

mit einem (Stahl-)Seil beim Anlegen gegen die Strömung einfach so 
"festhalten" konnte:

http://www.berliner-zeitung.de/image/22706974/max/600/450/8027ed6ebcb3a36fcb5150cb69e8d7b6/sv/mw20150722-107-jpg.jpg

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Sergej P. schrieb:
> Kann ich das Ergebnis auch verifizieren und den zusammenhang zwischen
> Elektrischer Leistung und mechanischen Drehmoment herstellen?

elektrische Leistung P1 = U*I
mechanische Leistung P2 = M*Omega
P2 = eta * P1

U - Spannung
I - Strom
M - Drehmoment
Omega - Winkelgeschwindigkeit
eta - Wirkungsgrad

Ein Zusammenhang zwischen elektrischer Leistung und dem Drehmoment ist 
also nur bei Kenntnis der Drehzahl und des Wirkungsgrades möglich.

von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


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Elektrofan schrieb:
>> Den Satz habe ich gesucht - ich wollte Dich schon fragen, wie dick der
>> Bindfaden bei einem 10kW Motörchen sein muss.
>
> Ich fand es immer interessant, wenn jeder Nachwuchs-Smutje solch ein
> Passagierschiff für 200 Leute
...> mit einem (Stahl-)Seil beim Anlegen gegen die Strömung einfach so
> "festhalten" konnte:
...

Mir ging es um die "Kühlung". Vielleicht mit "elektrischem Lüfter"?
Ein Stahlseil, das 400 Mega Newton heben kann, bedankt sich auch, wenn 
es das dazu notwendige 1 Mega Watt verheizen soll. ;)

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